本实用新型涉及自动化包装技术领域，特别地，涉及一种全伺服旋转式旋盖机。
背景技术：
在瓶类产品的自动化包装过程中大多数情况下会用到旋盖机进行封盖，市面上的封盖机多以直线式搓盖机，或者旋转式旋盖机为主，旋转式旋盖机包括旋盖机构和设置于旋盖机构下方的送瓶机构、送盖机构，旋盖机构设置包括旋盖头以及驱动旋盖头旋转与升降的驱动机构，但现有的旋转式旋盖机，旋盖头并不能单独升降，而是除了驱动旋盖头升降的驱动机构外的旋盖机构其他部分作为整体一起转动，结构复杂，增加了升降驱动机构的负载；而且所有旋盖头必须同时升降，因此要等所有瓶子与旋盖头一一相对后才开始工作，工作效率低。
技术实现要素：
基于此，有必要提供一种结构简单、效率高的伺服旋转式旋盖机。
本实用新型解决其技术问题所要采用的技术方案是：一种伺服旋转式旋盖机，包括伺服旋盖机构、送瓶机构和送盖机构，所述伺服旋盖机构包括气动控制部、电气控制部、机械执行部，所述机械执行部设置有旋盖头，所述电气控制部控制所述旋盖头相对于所述机械执行部升降和/或旋转，所述气动控制部控制所述旋盖头开合，所述送盖机构用于将瓶盖运送到所述旋盖头，所述送瓶机构用于将瓶子运送到所述旋盖头下方以及将旋盖后的瓶子运走。
进一步的，所述伺服旋盖机构还包括滚珠花键丝杆、驱动所述滚珠花键丝杆旋转的旋转电机和驱动所述滚珠花键丝杆升降的升降电机，所述滚珠花键丝杆为中空结构，所述旋盖头设置在所述滚珠花键丝杆的底部，所述滚珠花键丝杆的顶部与所述气动控制部连接。
进一步的，所述升降电机用于控制所述滚珠花键丝杆的升降，所述升降电机与所述滚珠花键丝杆之间通过第一带轮组件连接，所述第一带轮组件的主动轮与所述升降电机的主轴连接，所述滚珠花键丝杆穿过所述第一带轮组件的从动轮，且所述第一带轮组件的从动轮设置有与所述滚珠花键丝杆配合的内螺纹。
进一步的，所述旋转电机用于控制所述滚珠花键丝杆的旋转，所述旋转电机与所述滚珠花键丝杆之间通过第二带轮组件连接，所述第二带轮组件的主动轮与所述旋转电机的主轴连接，所述滚珠花键丝杆穿过所述第一带轮组件的从动轮，所滚珠花键丝杆的表面开设有轴向的键槽，所述第一带轮组件上设置有与所述键槽配合的花键。
进一步的，所述升降电机和所述旋转电机均为伺服电机。
进一步的，伺服旋转式旋盖机，还包括控制系统；所述控制系统包括plc控制器；所述气动控制部和电气控制部均与plc控制器电连接。
进一步的，所述气动控制部包括与plc控制器电连接的气动电磁阀；所述气动电磁阀设置在旋盖头的供气管路上。
进一步的，所述电气控制部包括与plc控制器电连接的升降伺服控制器、电机编码器、旋转伺服控制器和扭矩采集模块；所述升降伺服控制器控制升降电机工作；所述电机编码器监测升降电机的转动角度；所述旋转伺服控制器控制旋转电机工作；所述扭矩采集模块采集旋转电机的输出扭矩。
进一步的，所述控制系统还包括与plc控制器电连接的控制面板。
进一步的，所述伺服旋转式旋盖机设置多组所述机械执行部，多组所述机械执行部的旋盖头轴线等角度分布于同一圆周，每一组所述机械执行部对应设置一组电气控制部和一组气动控制部，所述旋盖机构还包括安装板，所述气动控制部、所述电气控制部和所述机械执行部均设置在所述安装板上。
进一步的，所述伺服旋转式旋盖机还包括用于驱动所述送瓶机构和所述送盖机构的驱动机构，所述送瓶机构包括进瓶螺杆、进瓶星轮、旋盖工位和出瓶星轮，所述驱动机构同步驱动所述进瓶星轮、所述旋盖工位和所述出瓶星轮，瓶子通过所述进瓶螺杆进入所述进瓶星轮，再进入所述旋盖工位，所述旋盖工位位于所述旋盖头的下方，旋盖工作在所述旋盖工位完成，所述出瓶星轮盘将旋完盖的瓶子带出。
进一步的，所述送盖机构包括托盖板、刮盖板和送盖跑道，所述刮盖板将送盖跑道上的瓶盖送到所述托盖板上与所述旋盖工位对应的位置，所述气动控制部控制所述旋盖头抓起瓶盖。
进一步的，所述安装板与所述旋盖工位同轴设置，所述安装板与所述旋盖工位固定于同一转轴。
本实用新型的有益效果是：(1)本实用新型的旋盖头能够单独升降和/或旋转，伺服旋盖机构和送盖机构无需整体升降，使得整机结构更加简单，同时也减少机械执行部负载。
(2)本实用新型的伺服旋盖机构和旋盖工位一起旋转，每一个旋盖头对应一个瓶子，由于每一组机械执行部对应一组电气控制部和一组气动控制部，每一个旋盖头可以单独工作，不需要等待所有瓶子就位后再开始同步工作，提高了生产效率。
(3)本实用新型采用滚珠花键丝杆作为旋盖头的主轴，滚珠花键丝杆既是升降轴也是旋转轴，使能够机械执行部兼具升降和旋转的功能。
(4)本实用新型采用滚珠花键丝杆作为升降轴，不同高度的瓶子无需调整送盖高度和主机高度，每个旋盖头实现整周的环形凸轮形式的运动，根据盖子和瓶子的不同可以改变凸轮运动的轨迹，避免了调节时可能产生的误差，使得设备运行更稳定，节约了换模具的时间，并且不易损坏瓶盖牙口，相对于机械凸轮大大提升了产品的通用性。
(5)本实用新型的旋转电机采用伺服电机，电气控制部设置了扭力采集模块，因此可以对旋转电机的输出扭力可进行监控，可调节伺服电机的扭矩从而调节旋盖扭力，也可将数据进行实时记录方便后期产品质量的跟踪；在牙纹圈数不一的时候可以调节旋盖圈数，保证在旋盖过程中不出现多旋或者少旋的情况，提高旋盖质量。
(6)本实用新型采用plc控制器实现参数化控制，不同规格产品只要输入产品参数，plc控制器通过计算处理自动调整，节省人工成本，防止人为误操作，整个过程无人干预，稳定可靠。
(7)本实用新型的每个旋盖头由对应的电气控制部和气动控制部控制，在不需要旋盖时可以停止工作，降低能耗。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的伺服旋盖机构的立体结构示意图；
图3为本实用新型的送瓶机构和送盖机构的立体结构示意图；
图4为旋盖头运动过程的位置曲线图；
图5为本实用新型的原理框图。
图中零部件名称及其编号分别为：
100.伺服旋盖机构，110.机械执行部，111.旋盖头，112.升降电机，113.第一带轮组件，114.旋转电机，115.第二带轮组件，116.滚珠花键丝杆，120.电气控制部，121.升降伺服控制器，122.电机编码器，123.旋转伺服控制器，124.扭矩采集模块，130.气动控制部，131.气动电磁阀，140.安装板，210.驱动机构，220.送瓶机构，221.进瓶螺杆，222.进瓶星轮，223.旋盖工位，224.出瓶星轮，230.送盖机构，231.送盖跑道，232.托盖板，233.刮盖板，300.控制系统，301.控制面板。
具体实施方式
现在结合附图对本实用新型作详细的说明。此图为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
如图1所示，本实用新型提供了一种全伺服旋转式旋盖机，包括伺服旋盖机构100、送瓶机构220、送盖机构230，以及用于驱动送瓶机构220和送盖机构230的驱动机构。伺服旋盖机构100设置在送瓶机构220的上方，送瓶机构220用于将待封盖的瓶子运送至伺服旋盖机构100的下方和将封盖后的瓶子运输到下一工位，伺服旋盖机构100通过驱动器控制伺服电机工作带动执行元件运动。
如图2所示，伺服旋盖机构100包括气动控制部130、电气控制部120、机械执行部110，机械执行部110设置旋盖头111，电气控制部120控制机械执行部110升降和/或旋转，从而实现机械旋盖头111的升降和/或旋转，气动控制部130则控制旋盖头111的开合，气动控制部130与电气控制部120相互配合控制旋盖头111进行旋盖。
机械执行部110还包括旋转电机114、升降电机112和安装板140，旋转电机114和升降电机112设置于安装板140上，升降电机112和旋转电机114均采用伺服电机，旋盖头111主轴为滚珠花键丝杆116，旋盖头111设置在滚珠花键丝杆116的下端。滚珠花键丝杆116的外部设置螺纹及轴向开设键槽(图未示)，升降电机112通过第一带轮组件113带动滚珠花键丝杆116升降，第一带轮组件113的主动轮与升降电机112主轴连接，滚珠花键丝杆116穿过第一带轮组件113的从动轮，且第一带轮组件113的从动轮设置有与滚珠花键丝杆116配合的内螺纹，当升降电机112启动，升降电机112带动第一带轮组件113的主动轮及从动轮转动，与第一带轮组件113的从动轮螺纹配合的滚珠花键丝杆116上升或下降。旋转电机114通过第二带轮组件115带动滚珠花键丝杆116转动，第二带轮组件115的主动轮与旋转电机114的主轴连接，滚珠花键丝杆116穿过第二带轮组件115的从动轮，第二带轮组件115的从动轮上设置有与滚珠花键丝杆116的键槽相配合的花键，如此，当旋转电机114驱动第二带轮组件115运转，滚珠花键丝杆116便跟随第二带轮组件115一起转动。在本实施方式中，第一带轮组件113设置在第二带轮组件115的上方，本实用新型的伺服旋盖机构100在工作时，首先是旋转电机114启动带动滚珠花键丝杆116的下部旋转，再由下往上带动其旋转，并带动升降电机112工作，使伺服旋盖机构100在匀速转动的过程中进行旋盖。
在其他实施方式中，升降电机112和滚珠花键丝杆116可以用直线电机替代，但是直线电机的价格相对较为昂贵。
安装板140呈圆形，安装板140上设置有供滚珠花键丝杆116穿过的通孔。在本实施方式中，机械执行部110设置多组，机械执行部110的滚珠花键丝杆等角度设置于安装板140，并且每组机械执行部110对应设置一组电气控制部120和一组气动控制部130，每一个旋盖头111可以单独工作，不需要等待所有瓶子就位后再开始同步工作，提高了生产效率。
如图5所示，本实施例的伺服旋转式旋盖机，还包括控制系统300；所述控制系统300包括plc控制器301，以及与plc控制器301电连接的控制面板302。所述气动控制部和电气控制部均与plc控制器301电连接。所述气动控制部包括与plc控制器电连接的气动电磁阀；所述气动电磁阀设置在旋盖头的供气管路上。所述电气控制部包括与plc控制器电连接的升降伺服控制器、电机编码器、旋转伺服控制器和扭矩采集模块；所述升降伺服控制器控制升降电机工作；所述电机编码器监测升降电机的转动角度；所述旋转伺服控制器控制旋转电机工作；所述扭矩采集模块采集旋转电机的输出扭矩。
对于不同规格的产品，只要输入产品参数，plc控制器301通过计算自动控制升降电机112和旋转电机114工作，实现参数化控制，在牙纹圈数不一的时候可以调节旋盖圈数，保证在旋盖过程中不出现多旋或者少旋的情况。在旋不同牙距的瓶盖时可控制旋盖头111下降的速度控制下降行程，这样不易损坏瓶盖牙口，通用性强。
本实用新型的工作原理：通过控制面板302选择规格，将产品信息输入，plc控制器301根据输入信息，通过旋转伺服控制器123控制旋转电机工作，扭矩采集模块124采集旋转电机114的扭力信息反馈到plc控制器301，plc控制器301计算旋盖头111的旋转角度，同时通过升降伺服控制器121控制升降电机112工作，电机编码器122监测升降电机112的转动角度反馈到控制器301，plc控制器301计算旋盖头111的升降距离；plc控制器301通过气动电磁阀131控制旋盖头111的抓盖气缸动作，从而控制旋盖头111抓盖。
升降电机112通过第一带轮组件113带动滚珠花键丝杆116进行轴向的上下运动，并可模拟凸轮运动，如图4所示，伺服旋盖机构100从1位置开始上升至2位置，在此过程中旋盖头111打开，停止旋转，在2-3位置plc自身检测判断位置，3-4位置旋盖头111下降准备抓盖，4位置时抓住盖子，4-5位置旋盖头111将盖子抓到旋盖工位223的瓶口之上，5-6位置旋盖头111旋转并下降开始旋盖，6-1位置旋盖理论高度到位，plc系统判断扭力是否达到要求，并记录数据。在此过程中下降高度和上升高度，旋转速度均可通过plc调整电机转速来实现。不同牙距的瓶盖下降速度不一样避免了硬压或者提瓶的可能性。升降电机112带有刹车功能在断电后能够保证旋盖头111不会落到最低点，如果运动皮带断裂，升降电机112处于空载，检测到扭力为0就会立即停机。旋转电机114通过第二带轮组件115带动花键丝杆116作旋转运动，当旋盖头111到达旋盖工位223时开始旋盖，旋盖速度可调，保证了圈数不一的情况下能够在同一位置旋好盖，保证质量。同时不需要旋盖时旋盖头111不旋转降低能耗。
如图3所示，送瓶机构220包括进瓶螺杆221、进瓶星轮222、旋盖工位223和出瓶星轮224，送盖机构230包括托盖板232、刮盖板233和送盖跑道231。瓶子通过进瓶螺杆221进入进瓶星轮222再进入旋盖工位223，刮盖板233将送盖跑道231上的瓶盖送到托盖板232上与旋盖工位223对应的位置，气动控制部130控制旋盖头111抓住瓶盖在旋盖工位223处旋盖，旋完盖的瓶子通过出瓶星轮224盘带出。
进瓶螺杆221的出口螺距等于进瓶星轮分度圆周长/等分数，每两个相邻的螺牙之间具有一个待封盖的瓶子，进瓶螺杆221转动时，将位于两个螺牙之间的瓶子运送到进瓶星轮222。进瓶螺杆221在将瓶子输送到进瓶星轮222的同时，还能保证瓶子之间距离相等，进而使瓶子在进瓶星轮222上等角度排列，能够与旋盖头111一一对应。
驱动机构210用于同步驱动进瓶星轮222、旋盖工位223、出瓶星轮224，旋盖工位223与安装板140同轴设置，旋盖机构100的主轴与旋盖工位223连接，伺服旋盖机构100可与旋盖工位223同步转动，每一个旋盖头111可以单独工作，不需要等待所有瓶子就位后再开始同步工作，提高了生产效率。托盖板232设置在旋盖工位223与旋盖头111之间，托盖板232与出瓶星轮224由驱动装置的同一驱动轴驱动。
本实用新型的全伺服旋盖机，采用滚珠花键丝杆116作为旋盖头111主轴，滚珠花键丝杆116既是升降轴也是旋转轴，结构简单，滚珠花键丝杆116带动旋盖头111相对于伺服旋盖机构100主体升降，而伺服旋盖机构100主体无升降；旋转电机114和升降电机112均采用伺服电机，可调节伺服电机的扭矩从而调节旋盖扭力，在牙纹圈数不一的时候可以调节旋盖圈数，保证在旋盖过程中不出现多旋或者少旋的情况，在旋不同牙距的瓶盖时可控制旋盖头111下降的速度控制下降行程，不易损坏瓶盖的牙口，通用性强。
以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关的工作人员完全可以在不偏离本实用新型的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
1.一种伺服旋转式旋盖机，其特征在于：包括伺服旋盖机构、送瓶机构和送盖机构，所述伺服旋盖机构包括气动控制部、电气控制部、机械执行部，所述机械执行部设置有旋盖头，所述电气控制部控制所述旋盖头相对于所述电气控制部以及所述气动控制部升降和/或旋转，所述气动控制部控制所述旋盖头开合，所述送盖机构用于将瓶盖运送到所述旋盖头，所述送瓶机构用于将瓶子运送到所述旋盖头下方以及将旋盖后的瓶子运走。
2.如权利要求1所述的伺服旋转式旋盖机，其特征在于：所述伺服旋盖机构还包括滚珠花键丝杆、驱动所述滚珠花键丝杆旋转的旋转电机和驱动所述滚珠花键丝杆升降的升降电机，所述滚珠花键丝杆为中空结构，所述旋盖头设置在所述滚珠花键丝杆的底部，所述滚珠花键丝杆的顶部与所述气动控制部连接。
3.如权利要求2所述的伺服旋转式旋盖机，其特征在于：所述升降电机用于控制所述滚珠花键丝杆的升降，所述升降电机与所述滚珠花键丝杆之间通过第一带轮组件连接，所述第一带轮组件的主动轮与所述升降电机的主轴连接，所述滚珠花键丝杆穿过所述第一带轮组件的从动轮，且所述第一带轮组件的从动轮设置有与所述滚珠花键丝杆配合的内螺纹。
4.如权利要求3所述的伺服旋转式旋盖机，其特征在于：所述旋转电机用于控制所述滚珠花键丝杆的旋转，所述旋转电机与所述滚珠花键丝杆之间通过第二带轮组件连接，所述第二带轮组件的主动轮与所述旋转电机的主轴连接，所述滚珠花键丝杆穿过所述第一带轮组件的从动轮，所滚珠花键丝杆的表面开设有轴向的键槽，所述第一带轮组件上设置有与所述键槽配合的花键。
5.如权利要求2所述的伺服旋转式旋盖机，其特征在于：所述升降电机和所述旋转电机均为伺服电机。
6.如权利要求5所述的伺服旋转式旋盖机，其特征在于：还包括控制系统；所述控制系统包括plc控制器；所述气动控制部和电气控制部均与plc控制器电连接。
7.如权利要求1所述的伺服旋转式旋盖机，其特征在于：所述伺服旋转式旋盖机设置多组所述机械执行部，多组所述机械执行部的旋盖头轴线等角度分布于同一圆周，每一组所述机械执行部对应设置一组电气控制部和一组气动控制部，所述旋盖机构还包括安装板，所述气动控制部、所述电气控制部和所述机械执行部均设置在所述安装板上。
8.如权利要求7所述的伺服旋转式旋盖机，其特征在于：还包括用于驱动所述送瓶机构和所述送盖机构的驱动机构，所述送瓶机构包括进瓶螺杆、进瓶星轮、旋盖工位和出瓶星轮，所述驱动机构同步驱动所述进瓶星轮、所述旋盖工位和所述出瓶星轮，瓶子通过所述进瓶螺杆进入所述进瓶星轮，再进入所述旋盖工位，所述旋盖工位位于所述旋盖头的下方，旋盖工作在所述旋盖工位完成，所述出瓶星轮盘将旋完盖的瓶子带出。
9.如权利要求8所述的伺服旋转式旋盖机，其特征在于：所述送盖机构包括托盖板、刮盖板和送盖跑道，所述刮盖板将送盖跑道上的瓶盖送到所述托盖板上与所述旋盖工位对应的位置，所述气动控制部控制所述旋盖头抓起瓶盖。
10.如权利要求8所述的伺服旋转式旋盖机，其特征在于：所述安装板与所述旋盖工位同轴设置，所述安装板与所述旋盖工位固定于同一转轴。
技术总结